笼型甲烷水合物中单、双水分子缺位后的结构与稳定性

【摘要】：采用量子化学计算方法,对甲烷水合物基本空腔(H2O)20缺失水分子后形成的(H2O)19和(H2O)18笼型结构特征及其甲烷水合物的稳定性等进行了深入探讨。结果表明,只有相邻且同面的两个水分子缺失,甲烷才有溢出笼型的可能,笼型结构中O—O边长的变化主要源于氢键键长的改变,O—H共价键键长以及H—O—H键角的变化很小;同类结构异构体的稳定性主要由水分子间的结合能决定,非同类异构体的稳定性主要取决于相邻五元环的个数,而相邻四元环数目的增加将降低其稳定性。 【作者单位】： 北京化工大学理学院;
【关键词】： 笼型甲烷水合物 水分子缺失 稳定性 量子化学计算
【基金】：国家自然科学基金(21103007)
【分类号】：O641.1
【正文快照】： 引言随着石油、煤等常规能源的大量消耗,能源短缺问题在全球范围内越来越突出。作为储量巨大的新型绿色能源,甲烷水合物(俗称“可燃冰”)已成为气体水合物研究的焦点之一[1-2]。甲烷水合物是甲烷和水分子在低温、高压条件下,通过水分子之间的氢键形成的一种非计量型的封闭甲

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